云南南洞地下河系统边界及性质研究

地下河系统具有固定补给范围和资源要素,是岩溶地下水进行独立循环的基本单元,控制了岩溶水的运移富集、水化学演化特征、资源构成以及环境地质问题。开展地下河系统研究首要任务是确定系统边界位置及其水文地质性质。以南洞地下河系统为研究对象,据野外调查、勘探、试验资料,以地球系统科学理论为指导,运用现代岩溶学、地质学及水文地质学的分析方法,确定南洞地下河系统是由1号暗河和2号暗河系统组成的,其中2号暗河还有叠置于其上的平石板和黑龙潭两个全排型暗河子系统;其含水岩层主要为三叠系个旧组（T2g）灰岩、灰质白云岩、白云质灰岩;根据边界的水文地质性质可以划分为地表分水岭边界、地下分水岭边界、隔水边界、岩溶含水层深埋滞留型边界。      

云南南洞地下河系统及水资源开发利用

南洞地下河系统,流域面积986km2。年迳流总量2.988亿m3,是南盘江支流——芦江河的重要补给水源,流域由岩溶高原、断陷盆地,盆间丘陵几部分组成。中三叠统个旧组（T2g）灰岩是主要含水层位。地下河系统由多条地下河组成,是早期南洞地下河与大黑水洞地下河经后期发展、演化、归并袭夺而形成。虽水文地质条件十分复杂,但资源丰富,开采潜力巨大,磨石沟地下筑坝,是最优的开发方案。      

利用高精度示踪技术和大功率充电法确定地下河系统的管道分布特征——以毛村地下河系统为例

由于岩溶发育的非均一性和复杂性,确定岩溶地下河流域范围及地下河管道的位置是非常困难的。高精度示踪技术可用来确定地下河管道的连通性及地下河流域大致范围;大功率充电法能够准确定位岩溶地下河管道的平面分布特征并追踪地下河系统的管道展布方向。综合高精度示踪技术和大功率充电法等成果,并结合地下河的地表出露特征和钻探等信息进行验证,查明毛村地下河系统的地下河管网分布特征及大致流域范围,探测技术方法组合成效显著。主要成果体现:在毛村地下河系统上游,存在多个地下河管道分支,且还存在一个未被发现的地下河管道,连通各地下河分支;在地下河系统中游径流区,地下河主管道接受周围山体的补给并与次级管道、岩溶裂隙带形成复杂的地下河网状系统;在地下河系统下游排泄区,地下河管道分支呈扇形向排泄点聚集。另外,大功率充电法探测结果显示灯明泉可能是毛村地下河系统的一个分支,但是两者之间的连通性较差,在雨季或水位上涨时,两者之间的联通性可能会有所改善。      

滇东断陷盆地南洞岩溶地下水系统地下河水文动态特征与资源量评价

本文对滇东断陷盆地南洞岩溶地下水系统各地下河的水文动态特征进行了分析,推断了南洞岩溶地下水系统的结构特征.根据岩性构造、地下河发育以及补径排关系,将其划分为四个子系统.分别采用降雨入渗系数法和径流模数法对南洞岩溶地下水系统的天然资源量进行计算,计算结果分别为35610.7万m3/a和33460.2万m3/a.用枯季径流模数法对南洞岩溶地下水系统的可采资源量进行了计算,计算结果为23407.3万m3/a,其可开采资源量巨大.南洞地下河在没有天然补给量的情况下,120天消耗的调蓄量为4503.3万m3,南洞地下河日允许开采资源量为49.4万m3/d.二号暗河建库蓄水条件下库区上游的日允许开采量为75.9万m3/d,蓄水库容来源于工程设计,资源保证程度高.本次研究可为南洞岩溶地下水资源的开发利用和调配提供科学依据.     

南洞地下河流域4个水文地质钻孔成功出水

<正>据中国地质科学院岩溶地质研究所消息,由该所承担的《南洞地下河流域水文地质综合调查》子项目,在充分收集资料和详细的野外勘查基础上,利用先进的地球物理勘探技术,分别在南洞地下河总出口南边的磨石沟和北边的清塘子布置两条勘探剖面,根据获得的"异常点",推测地下河主管道或主迳流带的位置,最终确定了4个水文地质钻探孔位,开展了第一阶段的钻探工作,经过近150天钻探,总进尺1 100m,单孔深度250~300m,岩芯取样750m,抽水试验     

云南南洞地下河系统的水文地质特征

本文介绍了云南南洞地下河系统的水文地质特征，并对岩溶地下水的形成和地下河系统的构成进行了论述。     

关于南洞地下河系统南边界问题的讨论

岩溶水系统的划分研究是水均衡分析、水资源评价的基础。南洞地下河是中国南方4个超大型地下河系统之一,其水文地质条件复杂,开发潜力巨大。由于南洞地下河系统蒙自盆地内有第三系阻水深槽存在,使得该区地下水位高于南北两侧,部分研究认为该阻水带是南洞地下河系统的南边界。本次通过进一步收集盆地内部和外围水文地质钻孔及地热钻孔资料、野外调查、洞穴探测及示踪试验,认为盆地内阻水深槽并不阻挡深部地下水,南洞地下河系统南边界应南移至南部地表分水岭一带。蒙自盆地及南部地下水流向应整体由南向北。     

高精度地下水示踪技术及其应用——以毛村地下河流域为例

笔者以桂林毛村岩溶地下河流域的示踪试验为例, 探索高精度地下水示踪方法在岩溶水文地质研究中的应用。实践证明, 该方法较传统示踪方法具有较大优势。试验中, 从地下河主出口回收I号示踪剂为34%, 地下水平均流速为35.3 m/h, 全部回收率约为60%~70%。示踪结果证实毛村地下河流域具有典型河间地块特征, 存在多个排泄出口, 水文地质边界较复杂; 主出口处示踪剂浓度变化呈宽域多峰, 说明具有多管道、沿途多个较大溶潭特征; II号示踪剂在所有接收点都没有收到, 其原因较为复杂和不确定。枯季部分地下水有沿西南方向断层排泄迹象, 雨季是否存在较大径流, 还需用示踪试验来证实; 流量不均衡, 排泄区可能存在潜流。     

洞沟暗河连通试验及其岩溶发育机制的初步探讨

地下暗河连通试验是查明岩溶地区水文地质条件(包括地下水的补给条件、迳流特征、排泄方式)的重要手段之一。它对于研究和评价岩溶地区特别是水文地质条件复杂且运用其它方法一时难以查清的岩溶地区的岩溶裂隙——管道水具有重要的意义。     

典型岩溶泉水文地质条件的调查与分析——以香溪河流域白龙泉为例

以1∶5万水文地质调查兴山县幅内的白龙泉为例,介绍了如何在水文地质调查工作基础上,综合利用地球物理勘探、示踪试验、同位素测试等手段,查明岩溶泉的成因,并对其水文地质特点进行分析。在此基础上,对多手段查明岩溶泉成因的应用进行了探究。裂隙测量等基础地质调查测得了研究区代表性含水岩组的裂隙发育程度,为岩溶发育规律的研究提供了重要的参考;地球物理勘探确认了白龙泉的补给径流区中存在岩溶径流管道;示踪试验数据可分析岩溶径流管道的管道结构;而同位素测试则从水化学角度佐证了上述方法所得的结论。技术方法可以为南方岩溶大泉或地下河的水文地质调查提供一些有价值的经验。     

滇东南南洞地下河系统源区洞穴特征及其成因演化机制

滇东南岩溶地貌发育,岩溶洞穴是该区典型空洞体系。文章以滇东南南洞地下河系统源区典型岩溶洞穴为研究对象,基于地学理论和地球化学分析,对该区地貌特征、成因及演化机制开展科学研究。研究表明,NW向的张性断裂、区内可溶部分最高个旧组碳酸盐岩以及杨柳河向西流动的水动力作用是南洞地下河系统源区洞穴发育的主要成因;全新世中期6 kaBP以来,该地区洞穴演化过程经历了三个阶段,其中,主体形成时间为6~4 kaBP;此外,建立石洞洞穴与地下河发育模式。本次研究对南洞地区地下水资源评价具有实际意义。      

基于Google Earth Engine云平台的植被覆盖度变化长时间序列遥感监测

基于Google Earth Engine遥感大数据云计算平台,以云南省南洞地下河流域为例,利用近2 000景30 m分辨率Landsat-NDVI长时间序列数据,采用像元二分模型对研究区1988-2016年的年最大植被覆盖度进行定量估算,并分别从流域整体和像元尺度分析近29 a间植被覆盖度的时空变化特征。研究结果表明:（1）南洞地下河流域大部分区域处于中等覆盖度和中高覆盖度,覆盖度随高程和坡度的增加而增大,其中年最大植被覆盖度 > 60%的区域占流域总面积的45.75%;（2）近29 a来,流域年最大植被覆盖度整体呈现不断增加的趋势,年均增长速率为0.56%,其中植被覆盖度轻微改善或是明显改善的面积占38.84%;（3）相比1988年,2016年高植被覆盖区和中高植被覆盖区面积分别增长50.51%、18.40%;而中等植被覆盖区、中低植被覆盖区和低植被覆盖区面积分别减少24.05%、47.95%和37.72%。封山育林等石漠化治理工程以及气候变化对于流域植被恢复和生态环境重建具有重要影响,其研究成果可为后续石漠化监测提供重要的基础研究数据。      

Relationships between rocky desertification and spatial pattern of land use in typical karst area,Southwest China

Karst rocky desertification is a typical type of land degradation in the Southwest China. An attempt was made to study quantitatively the relationships between rocky desertification and spatial pattern of land use through applying spatial analysis of Geographical Information System in Nandong underground river system, a typical karst area, Southwest China. The spatial distribution of rocky desertification and spatial pattern of land use were obtained from interpreting Landsat Images in Nandong area in 2007 by supervised classifications, and verified and rectified through field survey. The results indicate that: (1) the total land deserted area covers 378.3 km², or 23.4% of the total area, of which intense, moderate and slight rocky desertification covers 269.46, 54.2, and 54.63 km², respectively, in Nandong area. (2) There is an obvious effect of spatial pattern of land use on rocky desertification. With the increase of elevation and slope, there is a higher occurrence ratio of rocky desertification in the cultivated land and grass land. Also, more than half of total rocky desertification was dominated within the areas of 4 km from the construction land, and 97% of total rocky desertification was dominated within the areas of 10 km from the construction land in Nandong area. And what can be known from the data is that the primary effect distance of human on rocky desertification from the construction land is 4 km, and the farthest effect distance of human on rocky desertification from the construction land is 10 km in Nandong area.     

鄂西南九重坡立谷群发育特征与地下暗河系统结构关系研究

鄂西南地区广泛出露碳酸盐岩,形成了丰富的岩溶现象,特别是在鹤峰县及周边地区发育了目前已知规模最大的坡立谷群以及典型的地下暗河系统,研究其发育特征和结构关系对阐明该地区岩溶发育过程具有重要的参考意义。在总结前人工作成果的基础上,对鹤峰县燕子乡92.53 km2范围内的岩溶现象进行调查。调查共发现坡立谷9处,坡立谷的规模差别较大,形态不一,且处于不同的演化阶段;但坡立谷的展布方向大致相同,并与区内的构造线方向接近一致。强烈的岩溶化不仅形成了坡立谷,也形成了区内复杂的地下暗河系统,其入口和出口的发育受构造控制。      

地下水多元示踪试验在岩溶隧道水害预测中的应用——以张吉怀高铁兰花隧道为例

以张家界—吉首—怀化高速铁路兰花隧道为例,在岩溶水文地质调查基础上结合地下水多元示踪技术,查明了兰花隧道隧址区各岩溶地下水系统以及地下暗河管道的空间展布。结果表明:（1）兰花隧道及其附近区域全部为寒武系碳酸盐岩裸露区,以峰丛洼地为主,地表和地下岩溶极为发育;（2）兰花隧道隧址及其附近区域共发育有呆业洞和兰花洞两个独立的地下暗河系统,其中Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号三个岩溶水系统属于兰花洞地下暗河系统的子系统;Ⅳ号岩溶水系统属于呆业洞地下暗河系统;（3）Ⅳ号岩溶地下水系统在平面和剖面上都没有与兰花隧道相交,不会对隧道突涌水构成威胁;（4）兰花洞地下暗河系统以中部兰花洞暗河天窗为界分为上游和下游两段,上游段Ⅰ号和Ⅱ号岩溶水系统在平面和剖面上都没有与兰花隧道相交,不会对兰花隧道突涌水构成威胁;下游段Ⅲ号岩溶水系统在平面上与兰花隧道相交（交点里程为DK60+100）,可能存在隧道突涌水风险;（5）依据高分辨率降雨-水文动态监测数据,采用降雨入渗系数法预测在极端暴雨情况下兰花隧道揭露Ⅲ号岩溶管道的最大涌水量为7.08×104 m3?d-1。      

利用多源大功率充电法定位复杂岩溶含水通道的方法

由于地下发育的岩溶形态空间分布存在不均匀性,导致地表地质调查很难确定地下岩溶含水通道的位置;而一般的地球物理方法受地形或地质条件的限制,在对岩溶含水通道进行探测时存在多解性,往往需要几种物探方法综合判断。本文尝试利用大功率充电法对岩溶含水通道进行快速准确的定位,并通过布设多个充电点来验证异常的可靠性;在布设测线的同时布设以充电点为圆心的弧形测线和平行直线测线,分析对比其优缺点;在数据分析之前分别对数据进行正常场改正和Fraser滤波处理。通过利用多源大功率充电法对洛潭水库复杂岩溶含水通道进行探测后发现：该方法可以快速准确地定位测区内岩溶含水通道的位置及走向,其中弧形测线能够更好地控制整个测区岩溶含水通道的走向,经过正常场改正和Fraser滤波处理后的平行直线测线观测结果也能很好地对异常进行定位;而“多源”观测能更好地甄别有效异常。经钻探及示踪法验证,该方法的探测结果是准确可靠的。     

岩溶天生桥纵向分层旅游开发方式——以重庆黔江蒲花天生桥群为例

本文按发育岩性(可溶岩和非可溶岩), 发育规模(如桥高、拱高、跨度等), 桥下河谷的发育特征(常年性、季节性河流和干谷), 及发育成因(地表和地下), 提出天生桥的4大分类方案, 简要介绍和概括了近年来中国发现的典型岩溶天生桥的类型、分布格局、发育规模及景观组合和对比特征。然后以重庆黔江蒲花天生桥群为例, 初步分析和探讨了它的形成与演化, 系统分析和评价了它的资源系统, 通过与黔江区、武陵山区旅游资源及国内其它相似景区的对比, 概括其资源特色为“一河两桥三窗”, 并结合其市场条件, 将旅游开发主题定格为“桥下游暗河, 桥上走天桥, 上游漂激流”, 提出“一心二带一区三环”的功能布局, 探讨不同功能区的开发思路, 划分出主导、重要和配套3个层次的旅游产品项目, 构建连通桥上桥下的三大游览环线, 设计出“河-人-桥”三位一体的灯光效果。最后, 通过对中国典型岩溶天生桥旅游开发方式的概括、对比和分析, 提出岩溶天生桥纵向分层旅游开发方式, 并概括出3大分层方式: (1)“桥下观光, 桥上保护”式; (2)“桥下桥上观光”式; (3)“桥下保护, 桥上观光”式。